t lt; lt; D f filter , то можна вважати, що відбудова частоти моди від центральної частоти НВЧ-фільтра мала D f =| f osc - f 0 | lt; lt; D f filter , що виражається наступним співвідношенням:
(3.18)
У цьому випадку частота генерації лежить поблизу центральної частоти фільтру f 0, але приблизно дорівнює власним частотам лінії затримки k / t . Якщо умова 1/ t lt; lt; D f filter не виконується, то потрібно використовувати фазовращатель, що вносить фазовий зсув j shift , що забезпечує виконання умови:
Частоти генерації побічних мод f k = f osc + D f k : визначаються співвідношенням:
(3.19)
З більш докладного аналізу розглянутого оптоелектронного генератора випливає, що амплітуда побічних мод зростає при збільшенні зсуву фази j розімкнутої петлі позитивного зворотного зв'язку на частоті генерації f osc від нуля до 180 ° (при 180 ° взагалі існують дві рівні моди), що підтверджує необхідність застосування фазовращателя. Збільшення відбудови центральної частоти НВЧ-фільтра f 0 від частоти власних мод волоконно-оптичної лінії затримки k / t призводить до аналогічного ефекту.
Амплітудні співвідношення
Модуляція потужності оптичного випромінювання для модулятора Маха-Цендера описується виразом:
(3.20)
де - контрастність модуляції,
a - вносяться модулятором втрати,
- оптична потужність від лазера,
- сигнал на керуючому вході модулятора, - полуволновой напруга модулятора,
- постійна напруга зсуву на модуляторі.
Після фотодетектора з струмового чутливістю комплексна амплітуда напруги:
(3.21)
За визначенням малосигнальная посилення для розімкнутої петлі зворотного зв'язку вводиться як відношення приросту вихідної напруги до вхідного при розімкнутої петлі зворотного зв'язку:
(3.22)
Найбільше по модулю малосигнальная посилення при розімкнутої петлі зворотного зв'язку сигнал приймає у разі (негативна квадратура оптичного модулятора), (позитивна квадратура оптичного модулятора). Перед початком стаціонарної генерації малосигнальная посилення розімкнутої петлі оптоелектронного генератора по модулю менше одиниці, що свідчать про відсутність балансу енергії в генераторі. Порогові оптична потужність лазерного діода і твір її з посиленням СВЧ підсилювача можна знайти за допомогою таких висловлювань:
(3.23)
Частоти власних мод розглянутого оптоелектронного генератора являють собою набір еквідистантних частот (з частотним інтервалом в десятки - сотні кілогерц). Можна припустити, що частотна характеристика фільтра досить вузька, для дозволу гармонік центральної частоти фільтра (в діапазоні десятків - сотень гігагерц). Таким чином, спектр оптоелектронного генератора розглядається в діапазоні отстроек в кілька межмодовую відстаней від моди частотою, співпадаючих з центральною частотою НВЧ фільтра (несуча - десятки або сотні гігагерц, за частотою збігається з центральною частотою НВЧ фільтра, відбудови від неї до частот у кілька мегагерц). Вважаємо, що на керуючому вході модулятора в режимі усталеною генерації присутній синусоїдальна напруга, розкладаючи відгук модулятора в ряд Фур'є і зберігаючи одну гармоніку (з частотою стаціонарної генерації), можна значно спростити вираз для відгуку модулятора.
Для зручності подальшого аналізу проведемо линеаризацию залежності (3.22) у вигляді. При цьому вводиться коефіцієнт повного посилення на амплітуді (рисунок 3.2) сталих в петлі коливань:
(3.24)
Амплітуда осциляцій залежно від малосигнальная посилення визначається з умови, що коефіцієнт підсилення на амплітуді сталих в петлі коливань стає рівним одиниці (малюнок 3.3) як рішення трансцендентного рівняння виду:
(3.24)
Малюнок 1.17 Залежність повного посилення в генератореот циркулюючого напруги
Малюнок 1.18 Залежність нормованої амплітуди колебанійот малосигнальная посилення
При всій його простоті частотний підхід до опису оптоелектронних генераторів володіє істотним обмеженням, яке полягає в тому, що при ана...
